碾压混凝土坝长效服役安全预警防控关键技术与应用
获奖名称: 碾压混凝土坝长效服役安全预警防控关键技术与应用
获奖等级: 二等奖
获奖类别: 长江水利委员会科学技术奖
授奖单位: 水利部长江水利委员会
完成单位: 、南昌大学、南昌工程学院、郑州大学、河海大学、中铁水利水电规划设计集团有限公司
获奖年度: 2023
获奖人员: 魏博文、李波、牛景太、袁冬阳、陈旭东、陈波、张启灵、秦根泉、徐富刚、何中政、胡超、胡蕾
成果简介:本成果属于水利水电工程安全运行管理领域。我国水利水电工程建设无论是现役数量还是建造坝高均达世界之最，碾压混凝土筑坝新技术是我国水利水电工程建造水平的重要代表，工程实践表明，运行期碾压混凝土坝受静、动荷载与不确定环境因素协同作用，部分大坝相继出现裂缝、漏水和溶蚀等病变征兆，其筑坝材料的老化是加剧大坝局部结构和整体性能衰减的重要因素，是一种导致大坝安全裕度降低的时变不可逆过程，碾压混凝土坝服役性态监测与诊断预警已成为其结构安全运维管控的关键问题。项目组围绕碾压混凝土坝长效服役安全监控面临的重大关键技术难题，在一批国家自然科学基金、省部级科研项目和水电工程开发建设运营单位委托项目的资助下，历经12年科技攻关，系统地开展了碾压混凝土坝力学行为演变机理、大坝性态诊评、安全监控预警等3个方面的理论方法与关键技术研究，取得重大原始创新和突破，主要成果如下：（1）创立了考虑层面影响的碾压混凝土坝黏弹塑性流变分析模型，提出了碾压混凝土坝力学行为正反分析技术，揭示了长效服役碾压混凝土坝力学性态演变规律，完善了大坝层面与本体横观各向同性物理参数的等效与反分析理论体系，突破了碾压混凝土坝力学分析中难以表征层面行为高度非线性的理论瓶颈。（2）基于碾压混凝土坝状态变量时空变异的机理，创建了基于结构性能不确定性的大坝系统稳定安全性评估方法，提出了融合多源监测信息的碾压混凝土坝服役性态安全诊评技术，实现了大坝安全诊断评估从独立指标向多维指标互证的突破，有效提高了状态变量随机变化下大坝服役性态诊断评估结果的精准性与科学性。（3）创建了反映作用响应变异的状态变量与影响因素的分析理论模式，提出了适应多情景高精度的碾压混凝土坝力学行为效应量预测方法，其预测误差从常规方法5%以上减少到3%以下，原创性研发了考虑结构时变特性的碾压混凝土坝长效服役关键行为指标安全预警技术，并进行了技术集成与示范推广，能客观准确地对工程服役状态进行预警。成果发表学术论文80余篇，其中SCI论文14篇、EI收录17篇，出版专著5部，获发明专利11项，获省部级优秀博士、硕士学位论文共3人次，培养研究生60余人。成果在江西、新疆、福建、四川等省份20余座水利水电工程得到应用，取得显著社会效益和经济效益。
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